Técnicas de comunicación entre computadores y autómatas programables (PLC)

Los sistemas de control múltiple se usarán para procesos complejos. Estos sistemas de control pueden ser PLCs, pero otros controladores incluyen robots, terminales de datos y computadores. Para que estos controladores trabajen juntos, deben tener capacidad para comunicarse. En este artículo discutiremos las técnicas de comunicación entre computadores, y cómo se aplican a los PLCs.

La forma más simple de comunicación es una conexión directa entre dos computadores. Una red se conectará simultáneamente a un gran número de computadores en una red. Los datos pueden transmitirse un bit a la vez en serie, y a esto se llama comunicación serie. Los bits de datos pueden enviarse también en paralelo. La tasa de transmisión a menudo se limitan a un valor máximo, desde unos pocos bits por segundo, a miles de millones de bits por segundo. Las comunicaciones a menudo tienen distancias limitadas, desde unos pocos metros a kilómetros.

Las comunicaciones de datos se vienen desarrollando desde el siglo XIX cuando las máquinas de telégrafo se usaron para transmitir mensajes simples usando código Morse. Este proceso se automatizó con máquinas de teletipo que permitían a un usuario escribir un mensaje en un terminal, y los resultados se imprimen en un terminal remoto. Además, el sistema telefónico comenzó a emerger como una gran red para usuarios interconectados. A finales de los años 50, Bell Telephone introdujo las redes de comunicación de datos, y Texaco comenzó a usar supervisión remota para controlar y automatizar una planta de polimerización. Por los años sesenta los sistemas de teléfono y comunicación de datos comenzaron a usarse juntos. En los años 60 y 70 se comenzaron a desarrollar técnicas modernas de comunicación de datos. Esto incluye la primera versión de internet, llamada ARPANET. Antes de los 80 la configuración más común de las computadoras era sistemas centralizados con terminales de datos remotos, conectados mediante una línea de datos serie. En los años 80 el computador personal comenzó a desplazar al computador central. Como resultado de ello, las redes de alta velocidad comenzaron a desplazar las comunicaciones serie dedicadas.

Como ejemplo de un sistema de control en red  vemos el de la figura con la que iniciamos el artículo. El computador y el PLC se conectan con una conexión RS-232 (datos serie). Esta conexión solamente puede conectar dos dispositivos. Devicenet se usa por el computador para comunicar con varios actuadores y sensores. Devicenet puede soportar hasta 63 actuadores y sensores. Las entradas y salidas del PLC se conectan como normal al proceso.

El cable RS-422 usa un bucle de corriente de 20 mA en vez de niveles de voltaje. Esto hace el sistema más inmune al ruido eléctrico, así que el cable puede tener una longitud de hasta 1000 m de longitud. El standard  RS-423ª usa un nivel de voltaje diferencial a través de dos líneas, haciendo el sistema más inmune al ruido eléctrico, permitiendo así cables más largos. Para proporcionar comunicaciones serie en dos direcciones estos circuitos deben conectarse en ambas direcciones.

RS-232

El standard RS-232c se basa en voltaje bajo/falso entre + 3 a + 15 V, y un voltaje alto/verdadero entre – 3 a – 15 V (+/- 12 V se usa comúnmente).

Muchos procesadores de PLC tienen un puerto RS-232 que normalmente se usa para programar el PLC.

Funciones ASCII

Las funciones ASCCI permiten a los programas manipular strings en la memoria del PLC.

Comunicaciones paralelo

Las transmisiones de datos paralelo transmitirán múltiples bits al mismo tiempo sobre múltiples conductores. Esto permite tasas de transmisión de datos más rápida, pero los conectores y cables llegan a ser más largos, más caros y menos flexibles. Estas interfaces todavía usan hand-shaking para controlar el flujo de datos.

Estas interfaces son comunes en cables de impresoras de computadoras y cables de interfaces cortos, pero no son extraños en un PLC. Una lista de interfaces comunes son las siguientes:

• Interface de impresora Centronic – Esta es la interface común de impresoras usada en la mayoría de las computadoras personales. Se hizo popular por la compañía de impresoras desaparecida Centronic.
• GPIB/IEEE-488 - (General Purpose Instruments Bus). Este bus fue desarrollado por Hewlett Packard Inc. Para conectar instrumentos. Todavía es una opción disponible en muchos nuevos instrumentos.

Bibliografía:

Automating Manufacturing Systems with PLCs. Hugh Jack 2003